Darum geht es: Die Bestimmung von 2- und 3-Monochlorpropandiol (2/3-MCPD) und Glycidol in Speiseölen, Speisefetten oder öl- und fetthaltigen Nahrungsmitteln lässt sich auf unterschiedliche Weise durchführen: 1. mit der Differenzmethode, 2. der sogenannten der „Kuhlmann“-Methode, 3. der „Unilever“-Methode und 4. der „Zwagerman/Overman“-Methode. Jede der genannten Methoden hat ihre Besonderheiten, stellt aber auch Ansprüche an Laborpersonal und -equipment. In Kooperation mit und im Auftrag von Unternehmen der Lebensmittelindustrie und Auftragsanalytik hat das GERSTEL-Applikationsteam maßgebliche Normvorschriften zum Nachweis von 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol, die als Fettsäureester vorliegen, in kommerziell verfügbare vollständig automatisierte Analysenlösungen umgesetzt, die in einschlägigen Laboratorien eingesetzt werden.
Differenzmethode: Die am längsten etablierte Methode. Sie gilt als die Standardlösung für die Bestimmung von fettsäuregebundenem 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidol in pflanzlichen Ölen und Fetten mittels GC/MS, und zwar gemäß der offiziellen AOCS-Methode Cd 29c-13 bzw. DIN EN ISO 18363-1 und DGF-Einheitsmethode C-VI 18 (10). Die Methode ist schnell, robust und zuverlässig und wird zur Wareneingangskontrolle, zur Qualitätskontrolle von Ölen und Fetten in Ölmühlen sowie von Lebensmittelherstellern und angeschlossenen Vertragslaboren eingesetzt. Gemeinsamkeiten: Zwei Aliquote einer Speiseölprobe werden verseift und die Reaktion in Gegenwart von saurer Chlorid- beziehungsweise Bromidlösung gestoppt. Die Analyten werden mit Phenylboronsäure (PBA) derivatisiert und die ursprünglich in der Probe vorhandene Menge an 3-MCPD direkt bestimmt, während die Menge an Glycidol indirekt über eine Differenzmessung ermittelt wird. Der in der AOCS-Methode Cd 29c-13 vorgeschriebene Verdampfungsschritt wird als Teil des automatisierten Arbeitsablaufs durch den GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) durchgeführt, der direkt an das GC-MS-System gekoppelt ist. Während Triple-Quadrupol-MS-Systeme am weitesten verbreitet sind, können die erforderlichen Bestimmungsgrenzen bei den meisten Proben (außer Säuglingsnahrung) mit einem Single-Quadrupol-Massenspektrometer (MSD) erreicht werden. Die installierte Säulenrückspülung eliminiert überschüssiges Reagenz und hochsiedende Rückstände, verhindert eine Verschleppung von Probe zu Probe und gewährleistet eine langfristige Systemstabilität. Die Ergebnisse zeigen eine gute Korrelation mit Referenzdaten. Als Beweis für eine erfolgreiche Automatisierung werden für die gesamte Analyse einschließlich des Probenvorbereitungs-Workflows hervorragende Standardabweichungen erzielt.
Kuhlmann-Methode: Die DIN EN ISO 18363-2:2025 bzw. AOCS Cd 29b-13 – gilt als der Goldstandard unter den Methoden zur Bestimmung von 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidol. Die Kuhlmann-Methode ist sicher und robust und liefert zuverlässig gute Resultate. Die hohe Präzision hat allerdings ihren Preis: Es ist mehr Zeit erforderlich und die Proben müssen auf -22 bis -25 °C gekühlt werden. Die technische Umsetzung auf einem modernen, integrierten, vollautomatischen Analysesystem ist denkbar, wurde aber bisher nicht angefragt.
Unilever-Methode: Offizielle Bezeichnung DIN EN ISO 18363-3:2017. Der Unterschied zum Differenzverfahren liegt vor allem in der Probenaufbereitung. Pro Probe wird nur ein Analysenlauf (Assay) durchgeführt. Die Analyten werden dabei sequenziell, schrittweise, aufbereitet: Glycidylester reagieren mit angesäuerter Natriumbromidlösung zu den entsprechenden 3-Monobrompropandiol-Fettsäureestern (3-MBPD), die mit Heptan extrahiert werden. Der Extrakt wird in der MPS-Verdampfungsstation (GERSTEL mVAP) konzentriert und der Rückstand in Tetrahydrofuran (THF) aufgenommen. Die 3-MBPD-, 2-MCPD- und 3-MCPD-Fettsäureester werden anschließend durch 16-stündiges Einlegen in ein saures Milieu bei 40 °C, anschließende Derivatisierung mit Phenylboronsäure (PBA) im Ultraschallbad und Extraktion mit n-Heptan in eine analysierbare Form überführt. Der Extrakt wird im mVAP konzentriert und der Rückstand in einer kleinen Menge Lösungsmittel aufgenommen und per GC/MS analysiert. Der Arbeitsablauf entspricht der Standardmethode und die Automatisierung verbessert den Laborprozess erheblich: Der Probendurchsatz wird erhöht, die Analysezeit wird verbessert und die Belastung des Laborpersonals durch potenziell toxische Lösungsmittel und Chemikalien kann ebenfalls erheblich reduziert werden.
Zwagerman/Overman-Methode: Die ISO 18363-4:2021. w ISO 18363-4:2021 stützt sich auf mehrere interne Standards, um selbst kleine Abweichungen auszugleichen, wie z. B. den Einfluss auf das Glycidol-Analyseergebnis bei erhöhten 3-MCPD-Werten. Die Verwendung eines Triple-Quadrupol-Massenspektrometers (TQMS) ist obligatorisch und die Analyten werden im Multiple-Reaction-Monitoring-Modus (MRM) bestimmt. Die Standardmethode und alle zugehörigen Schritte der Probenvorbereitung werden von einem GC-MS/MS-System durchgeführt, das an einen GERSTEL-MultiPurpose-Sampler (MPS) gekoppelt ist. Die Analyse ist vollständig automatisiert. Um ein breites Spektrum an Flüssigkeitsvolumina genau zu dosieren, ist der Autosampler mit einer 1-ml-Spritze für Probenvorbereitungsschritte und einer 10-μL-Spritze zur Injektion vorbereiteter Extrakte ausgestattet. Ein Modul für effizientes, vortexartiges Schütteln, das für die Extraktion erforderlich ist, ein gekühlter Probenteller zur Temperaturkontrolle während der Umesterung und eine Schnellwaschstation sind ebenfalls integriert. Hochsiedende Rückstände und überschüssiges Reagenz werden mithilfe eines Rückspülsystems aus der analytischen Säule entfernt. Die Methode ist validiert und wird beispielsweise bei der Analyse von Pflanzenölen und tierischen Fetten eingesetzt. Die erfolgreiche Teilnahme an einem Ringversuch bestätigte die Systemleistung mit relativen Standardabweichungen unter vier Prozent für alle Analyten in verschiedenen Matrices. Die von der ISO-Norm geforderte Bestimmungsgrenze (LOQ) von 0,1 mg/kg wird mit einem signifikanten Sicherheitsspielraum erreicht. Eine weitere Senkung der LOQs kann durch Hinzufügen einer Verdampfungskonzentration (GERSTEL mVAP) zum automatisierten System erreicht werden. Das GC-Triple-Quadrupole-MS liefert außergewöhnlich saubere Chromatogramme mit minimalen Interferenzen und die Automatisierung ermöglicht eine Produktivität rund um die Uhr. Für maximale Flexibilität können Prioritätsproben zu laufenden Sequenzen hinzugefügt werden.
Einordnung der Methoden: Die indirekte Methode, auch als Differenzialmethode bezeichnet, und die Zwagerman/Overman-Methode sind die Methoden der Wahl, wenn es auf die Zeit ankommt, beispielsweise bei der Qualitätskontrolle (QC) oder bei eingehenden Rohprodukten in einer Produktionsanlage. Die Methoden sind ähnlich, aber die Zwagerman/Overman-Methode ist etwas schneller als die Differenzialmethode und deutlich schneller als die Methoden von Unilever und Kuhlmann. Die Zwagerman/Overman-Methode verwendet mehrere interne Standards, was die Kosten pro Analyse erhöht, aber hochpräzise und genaue Ergebnisse liefert. Die Differenzialmethode ist in den meisten Umgebungen immer noch die bevorzugte Methode, da sie bekannt und etabliert ist. Die Umstellung auf neue Methoden ist im Sinne von „never change a running system“ nicht immer einfach. Die Änderung könnte jedoch einen Mehrwert in Form einer höheren Effizienz und Qualität des Analyseprozesses bringen. Unabhängig davon, welche Methode verwendet wird, ist die Hinzufügung eines neuen GC-MS-Systems oder die Aufrüstung eines vorhandenen Systems mit automatisierter Probenvorbereitung zur Bestimmung von 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidol häufig eine gute Investition.
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